張玉卓是在2012年歲末由中國(guó)工程院與國(guó)家能源局舉辦的一個(gè)高規(guī)格能源論壇上做上述表示的。他說,所謂能源耦合優(yōu)化技術(shù),是指從整個(gè)清潔能源體系考量,將可再生能源與煤炭多聯(lián)產(chǎn)耦合,通過煤化工產(chǎn)品的調(diào)峰,達(dá)到按用戶負(fù)荷供電的目的,并以此提高能源利用效率,減少污染物排放。
他認(rèn)為,未來能源的生態(tài)系統(tǒng)模式的構(gòu)建,就是利用煤轉(zhuǎn)化過程的新技術(shù)與可再生清潔能源相集成,形成近零排放的低碳高效清潔多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)。
中國(guó)清潔能源發(fā)展位世界前列
“低碳、高效、清潔是世界能源發(fā)展方向,也是我國(guó)能源的戰(zhàn)略布局。”張玉卓說,以黨的十七大為標(biāo)志,中國(guó)的能源戰(zhàn)略已從管理運(yùn)行層次跨入了戰(zhàn)略架構(gòu)層次,目前正處于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期。2012年的政府工作報(bào)告明確提出,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),推動(dòng)傳統(tǒng)能源清潔高效利用,安全高效發(fā)展核電,積極發(fā)展水電,加快頁(yè)巖氣勘查、開發(fā)攻關(guān),提高新能源和可再生能源比重。這既是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的鄭重承諾,也是大力發(fā)展清潔能源的重大戰(zhàn)略決策。
據(jù)介紹,我國(guó)清潔能源發(fā)展體系主要包括兩方面內(nèi)容。一方面,是以煤炭為代表的傳統(tǒng)能源的清潔化。另一方面,是以水能、核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等為代表的清潔能源的產(chǎn)業(yè)化。近年來,我國(guó)傳統(tǒng)能源的清潔化和清潔能源的產(chǎn)業(yè)化均發(fā)展迅猛,而且走在世界前列。
作為在我國(guó)煤潔凈轉(zhuǎn)化工程技術(shù)領(lǐng)域特別是煤制油技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)專家,張玉卓對(duì)煤炭的清潔化發(fā)展和利用有著獨(dú)特的認(rèn)知。他說,我國(guó)潔凈煤技術(shù)近年來發(fā)展迅猛,煤轉(zhuǎn)化利用已從焦炭、電石、煤制化肥產(chǎn)品為主的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),逐步向石油替代產(chǎn)品為主的現(xiàn)代煤化工轉(zhuǎn)變。目前,我國(guó)煤化工技術(shù)、產(chǎn)能和產(chǎn)量均居世界第一。2011年,我國(guó)煤制液體燃料產(chǎn)能達(dá)158萬(wàn)噸,煤制甲醇產(chǎn)能達(dá)3800萬(wàn)噸,煤制烯烴產(chǎn)能達(dá)180萬(wàn)噸。
“我國(guó)水電、核電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源產(chǎn)業(yè)化也走在世界前列。”張玉卓說。
記者注意到,在2013年全國(guó)能源工作會(huì)上,國(guó)家能源局公布的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2012年,我國(guó)水電新增裝機(jī)1億千瓦,總裝機(jī)達(dá)到2.49億千瓦,居世界第一;風(fēng)電裝機(jī)由500萬(wàn)千瓦迅速增加到6300萬(wàn)千瓦,成為世界第一風(fēng)電大國(guó),年發(fā)電量超過1000億千瓦時(shí);光伏發(fā)電裝機(jī)由基本空白增加到700萬(wàn)千瓦;核電在建機(jī)組30臺(tái)、3273萬(wàn)千瓦,在建規(guī)模居世界第一,在役機(jī)組保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。
據(jù)張玉卓介紹,我國(guó)的生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽芾眉夹g(shù)等也開始多元化、大規(guī)模發(fā)展;同時(shí),以煤層氣和頁(yè)巖氣為重點(diǎn)的非常規(guī)天然氣也開始起步。據(jù)統(tǒng)計(jì),到2011年底,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)約550萬(wàn)千瓦,生物燃料折合約1.64噸標(biāo)煤;地源熱泵供暖面積達(dá)到2億4千萬(wàn)平方米,高溫地?zé)岚l(fā)電趨于成熟;2011年,我國(guó)煤層氣抽采量達(dá)到115億立方米,利用量達(dá)53億立方米,頁(yè)巖氣開發(fā)也邁出重要步伐……
破解產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之困
正因?yàn)槲覈?guó)能源資源稟賦決定了以煤炭為主的一次能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)難以改變,大力發(fā)展清潔能源才被放在更加突出的戰(zhàn)略位置。剛剛結(jié)束的全國(guó)能源工作會(huì)議提出,2013年我國(guó)在推進(jìn)煤炭安全開采和高效利用,優(yōu)化發(fā)展煤電的同時(shí),將進(jìn)一步發(fā)展新能源和可再生能源。全年新增水電裝機(jī)2100萬(wàn)千瓦、風(fēng)電裝機(jī)1800萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電裝機(jī)1000萬(wàn)千瓦。
“推動(dòng)清潔能源產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化發(fā)展已是大勢(shì)所趨,但快速發(fā)展的清潔能源對(duì)電網(wǎng)的挑戰(zhàn)亦日益嚴(yán)峻。”張玉卓說,“清潔可再生能源波幅大、頻率高、隨機(jī)性強(qiáng),隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的快速增加,電網(wǎng)承受能力已到邊緣。”
他舉例說,目前全國(guó)共有超過500萬(wàn)千瓦的風(fēng)電裝機(jī)未能并網(wǎng),這相當(dāng)于500億元固定投資在白白浪費(fèi)。由清潔能源不穩(wěn)定性帶來的并網(wǎng)難題,已成為我國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之痛。
如何破解這一難題?張玉卓說:“除了不斷提高清潔能源自身的能力(比如風(fēng)電的低電壓穿越能力)、改革消除能源體制機(jī)制性障礙(比如鼓勵(lì)分布式太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng))以外,蓄電技術(shù)受制于規(guī)模與成本限制,智能電網(wǎng)技術(shù)也只能是長(zhǎng)遠(yuǎn)期的方案,那么,從整個(gè)清潔能源體系的考量,將可再生能源與煤炭多聯(lián)產(chǎn)耦合,通過煤化工產(chǎn)品的調(diào)峰,達(dá)到按用戶負(fù)荷供電的目的。”
據(jù)張玉卓介紹,能源耦合優(yōu)化技術(shù)包括:核能與化工過程的耦合,核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能制氫與煤多聯(lián)產(chǎn)的耦合,太陽(yáng)能制氫與煤多聯(lián)產(chǎn)的耦合、還有煤與垃圾、生物質(zhì)共利用等等。
談及核能與化工過程的耦合,張玉卓說,隨著核能技術(shù)的發(fā)展,介質(zhì)溫度越來越高。快堆的溫度可達(dá)500攝氏度,高溫氣冷堆可高達(dá)950攝氏度,如此高的溫度不適合直接用于發(fā)電,反而適合于為各種化工過程提供熱源。